熱塑性聚氨酯彈性體(TP U)研究及應(yīng)用

楊文會(huì)，覃新林（.中山博銳斯塑膠新材料有限公司，廣東中山， 58400；.東興證券股份有限公司，北京，0003）

熱塑性聚氨酯彈性體(TP U)研究及應(yīng)用

楊文會(huì)1，覃新林2（1.中山博銳斯塑膠新材料有限公司，廣東中山， 528400；2.東興證券股份有限公司，北京，100032）

聚氨酯產(chǎn)品與傳統(tǒng)塑料、橡膠，甚至金屬相比具有低溫柔順性好、高強(qiáng)度、耐油耐酸耐化學(xué)性好、環(huán)保、易加工等諸多性能優(yōu)勢(shì)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和消費(fèi)升級(jí)，將逐漸替代傳統(tǒng)材料，用量也逐年遞增。特別是TPU薄膜作為聚氨酯產(chǎn)品的一個(gè)細(xì)分市場(chǎng)，近些年用途也越來(lái)越廣，在汽車(chē)、服裝、鞋材、戶(hù)外運(yùn)動(dòng)、醫(yī)療、電子、防彈玻璃、石油運(yùn)輸、工業(yè)等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。

熱塑性聚氨酯，TPU薄膜，防水透濕，汽車(chē)，醫(yī)療，鞋材。

1.聚氨酯行業(yè)概況

1.1 聚氨酯簡(jiǎn)介

聚氨酯（Polyurethane,英文簡(jiǎn)稱(chēng) PU）是由異氫酸酯與多元醇反應(yīng)制成的一種具有氨基甲酸酯段鏈重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚合物。

聚氨酯是一種嵌段聚合物，由軟段和硬段交替構(gòu)成，一般多元醇構(gòu)成軟段，而多異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑（小分子二元醇和二元胺）構(gòu)成硬段。

Figure1：聚氨酯的軟段和硬段分別決定了不同的性能

聚氨酯產(chǎn)品具有低溫柔順性好、抗沖擊性高、耐輻射、回彈范圍廣、粘結(jié)性好等諸多優(yōu)良性能，用途廣泛。與傳統(tǒng)塑料、橡膠，甚至金屬相比，具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和消費(fèi)升級(jí)，將逐漸成為傳統(tǒng)材料的理性替代品。

Figure2：聚氨酯和其他材料比較性能優(yōu)越之處

1.2 聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈

聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈包括聚氨酯上游原料和聚氨酯下游制品，聚氨酯原料為產(chǎn)業(yè)鏈最關(guān)鍵部分。聚氨酯主要原料包括異氰酸酯和聚醚/聚酯多元醇，輔料包括溶劑、催化劑、表面活性劑和阻燃劑等。異氰酸酯和聚醚/聚酯多元醇與多數(shù)其它化工產(chǎn)品不同，存在較高的技術(shù)壁壘，尤其是異氰酸酯（又稱(chēng)黑料，包括M DI和TDI），其關(guān)鍵技術(shù)僅掌握在BASF、BAYER、DO W等跨國(guó)企業(yè)和少數(shù)國(guó)內(nèi)企業(yè)手中，跨國(guó)企業(yè)通過(guò)收購(gòu)、擴(kuò)張等手段牢牢掌握占據(jù)國(guó)際聚氨酯市場(chǎng)，呈現(xiàn)寡頭壟斷的格局。

Figure3：聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈

2.熱塑性彈性體

TPU（熱塑性聚氨酯彈性體）是由異氰酸酯（固化劑）、聚醚（或聚酯）大分子多元醇（構(gòu)成軟段主鏈結(jié)構(gòu)）與小分子多元醇（或胺）為擴(kuò)鏈劑（構(gòu)成硬段結(jié)構(gòu)）為主要成分構(gòu)成的嵌段共聚體。采用不同品種原料固化劑、多元醇和擴(kuò)鏈劑可合成出品種多樣、性能各異、加工多種、用途廣泛的各種TPU制品。TPU可制成高模量的特種塑料，也可制成高彈性的橡膠，可制成薄膜、也可制成纖維，這是目前TPE中唯一能做到的一個(gè)品種。

TPU具有高強(qiáng)度、高彈性、高耐磨性和高屈撓性等優(yōu)良機(jī)械性能，又具有耐油、耐溶劑和耐一般化學(xué)品的性能。由此決定了TPU具有多用途的特性。

2.1 TPU主要應(yīng)用領(lǐng)域

1、TPU鞋材：TPU鞋材占到目前國(guó)內(nèi)TPU市場(chǎng)份額的40%左右。TPU鞋材優(yōu)點(diǎn)是：輕便、舒適、彈性好、品種變化多、加工方便、又可回收是TPU鞋材的發(fā)展方向。包括運(yùn)動(dòng)鞋、登山鞋、滑雪鞋、高爾夫球鞋、野戰(zhàn)鞋、溜冰鞋、鞋飾片、氣墊、鞋底充氣墊或充液墊，后跟底和鞋大底、透明鞋幫、標(biāo)牌等。

2、TPU管材：TPU管材占到目前國(guó)內(nèi)TPU下游市場(chǎng)20%左右。其中TPU軟管是主要產(chǎn)品形式。TPU軟管具有彈性好、耐磨損、耐油、柔軟、耐老化等性能。TPU軟管根據(jù)其不同用途可做成低壓軟管和鋼絲或纖維增強(qiáng)的高壓軟管。如輸水管、輸氣管、輸油管、空壓管等，TPU軟管可廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、摩托車(chē)、工程機(jī)械、石化設(shè)備、液壓設(shè)備、氣動(dòng)設(shè)備、電纜護(hù)套、儀器儀表、食品設(shè)備、飛機(jī)、坦克等領(lǐng)域。

3、TPU薄膜：TPU薄膜具有其它塑料和橡膠無(wú)法比擬的高強(qiáng)度、高韌性、耐磨、耐油、耐寒、耐老化、環(huán)保無(wú)毒、可降解等優(yōu)良特性；又具有防水透濕、防風(fēng)、防寒、抗菌、抗紫外線等優(yōu)異性能，可應(yīng)用在眾多工業(yè)和民用領(lǐng)域。是一種新興的薄膜，目前用途也越來(lái)越廣，用量也逐年遞增。

Figure5：TPU薄膜與其它聚合物材料性能比較

由表可知：TPU薄膜綜合性能，明顯優(yōu)于一般通用塑料和橡膠制作的薄膜。

主要應(yīng)用領(lǐng)域：

（1）鞋材：TPU薄膜與多種面料復(fù)合，做成具有防水透氣功能的鞋面面料，也可做成裝飾面料。此種薄膜一般采用吹膜工藝制造。

（2）服裝：TPU薄膜與多種面料復(fù)合，可做成具有高彈性、高強(qiáng)度、又有防水透濕功能的多種復(fù)合面料。廣泛應(yīng)用于做休閑服、防曬服、內(nèi)衣、雨衣、風(fēng)衣、 T恤、運(yùn)動(dòng)服等面料。TPU薄膜與滌綸、針織布復(fù)合，可做成具有抗病毒、透濕、抑菌、柔軟功能的生物防護(hù)服，在醫(yī)院具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。此種薄膜一般也采用吹膜工藝制造。

（3）工業(yè)領(lǐng)域：TPU薄膜用于防火、隔熱、隔音材料。裝璜包裝、食品包裝；椅套、氣球廣告等；防水貼條、壓縮封墊、傳動(dòng)皮帶、絕緣板等。

（4）夾層安全玻璃：TPU取代傳統(tǒng)PVB作為安全玻璃的中間層，廣泛應(yīng)用于高層建筑玻璃幕墻和汽車(chē)用安全玻璃。

（5）其它：醫(yī)療輸血袋，取代目前具有毒性的PVC輸血袋。女人文胸吊帶；銀行芯片等。

4、TPU密封復(fù)合材料：TPU密封復(fù)合材料主要用途制作充氣囊體。充氣囊體已廣泛用于國(guó)防軍工和民用領(lǐng)域，此種材料是由TPU與纖維織物復(fù)合而成。該材料比普通橡膠和PVC具有無(wú)可比擬的抗拉強(qiáng)度。優(yōu)良的機(jī)械性能如：抗撕裂強(qiáng)度、耐磨和耐低溫屈撓性能。還具有良好的耐油、耐老化性能，是一種環(huán)保型材料。

Figure6： TPU復(fù)合材料與其它橡膠復(fù)合材料性能比較:

由表可知：TPU密封復(fù)合材料綜合性能明顯優(yōu)于其它橡膠

5、其它：（1）滾輪：包括工業(yè)用滾輪、電梯輪、家用滾輪、運(yùn)動(dòng)器材輪、醫(yī)療器材輪、玩具輪等（2）合成革：包括TPU鞋革、球革、太空革、服裝革和箱包革等（3）工業(yè)用品：包括膠粘劑、密封件、裝飾條、印刷絲網(wǎng)、編織篩板、傳送帶等（4）電纜：包括電力電纜、通訊電纜、海底和石油勘探電纜、護(hù)套、光導(dǎo)纖維內(nèi)外護(hù)套等（5）商標(biāo)、動(dòng)物標(biāo)簽等。

Figure7： TPU應(yīng)用市場(chǎng)分布:

3.TPU薄膜

3.1 TPU薄膜的生產(chǎn)情況分析

TPU薄膜是TPU的一種重要應(yīng)用，也是TPU的一個(gè)最具潛力的市場(chǎng)。它的主要生產(chǎn)廠商有德國(guó) Bayer、臺(tái)灣的 DingZing化學(xué)、韓國(guó)進(jìn)興化學(xué)、大陸地區(qū)的中山博銳斯等，其中大陸地區(qū)以博銳斯在業(yè)界做得尤為出色，在TPU薄膜某些領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的發(fā)展。但是由于一方面TPU薄膜產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中具有十分不穩(wěn)定的特性，開(kāi)發(fā)和檢測(cè)需要很先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備；另一方面由于其他材料的競(jìng)爭(zhēng)，經(jīng)濟(jì)要素也使得TPU薄膜的生產(chǎn)必須向更高效發(fā)展，可重復(fù)生產(chǎn)出高質(zhì)量的TPU薄膜以減少成本，同時(shí)還要求TPU薄膜的品種更加廣泛，厚度能更薄、更厚，引入更好的高科技來(lái)增強(qiáng)其物性，從而獲得更高的附加值。以上的兩個(gè)方面已經(jīng)成為制約我國(guó)國(guó)內(nèi)TPU廠商發(fā)展的瓶頸。

3.2 國(guó)內(nèi)TPU薄膜主要生產(chǎn)企業(yè)

1.中山博銳斯塑膠新材料有限公司(www.breathfilm.com)成立于2007年，是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)銷(xiāo)售熱塑性聚氨酯（TPU）薄膜的廠家，公司重視新產(chǎn)品的研發(fā)，擁有3項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利和14項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利，為廣東省高新技術(shù)企業(yè)，有自己的工程技術(shù)中心，公司順利通過(guò)ISO 9001及ISO 14001，TS 16949的認(rèn)證及Oeko-tex 100 1級(jí)紡織品生態(tài)標(biāo)簽認(rèn)證。公司位于廣東省中山市民眾鎮(zhèn)，2013新廠房建成并投入生產(chǎn)使用，廠房面積45畝，現(xiàn)有多條TPU吹膜和流延生產(chǎn)線，月產(chǎn)量400多噸，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)歐美，中東以及東南亞地區(qū)。公司所生產(chǎn)的TPU薄產(chǎn)品包括吹膜和流延系列，產(chǎn)品厚度范圍可做到0.01m m-2m m，寬度可做到0.5m-2.5m，具體參數(shù)和性能可按客戶(hù)要求定制。公司的TPU薄膜產(chǎn)品主要有：TPU防水透濕膜 （低透濕、中透濕、高透濕、超高透濕）TPU薄膜，汽車(chē)用膜 (汽車(chē)內(nèi)飾用TPU薄膜、熱熔膠膜、犀牛皮膜、按摩椅氣囊等)，熱封膠條，醫(yī)療用膜(手術(shù)巾、留置針貼、手術(shù)服等)，戶(hù)外運(yùn)動(dòng) (水袋、水上步行球、滑翔風(fēng)箏、充氣產(chǎn)品等)，內(nèi)衣 (硅膠胸墊、熱熔膠膜、油包等)，鞋材(裝飾片、熱熔膠膜等)，家紡，電子(抗靜電、導(dǎo)電)，熱熔膠膜，脂肪族TPU等?？梢愿鶕?jù)客戶(hù)的不用需求提供相應(yīng)的行業(yè)解決方案。

2.臺(tái)灣鼎基化學(xué)工業(yè)股份有限公司(w w w.dingzing.com.tw)公司于 1981年設(shè)立于臺(tái)灣高雄，三十年來(lái)一直秉持專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)的理念致力于TPU(聚氨酯)制品的開(kāi)發(fā)。是全世界最大的TPU薄膜專(zhuān)業(yè)制造廠，在TPU薄膜應(yīng)用領(lǐng)域具有全球主導(dǎo)地位。公司的 TPU薄膜產(chǎn)品主要有：防水透濕薄膜、微多孔透氣膜、TPU皮革、熱熔膠膜系列、不黃變熱熔膠膜、鞋材應(yīng)用系列、不黃變系列、醫(yī)療級(jí)透濕薄膜、防彈玻璃用膜、TPU發(fā)泡系列、松緊帶系列等。

3.東莞市雄林新材料科技有限公司成立于2006年七月，生產(chǎn)的TPU薄膜主要以流延為主，擁有多條TPU流延薄膜生產(chǎn)線，月產(chǎn)量達(dá)500噸。產(chǎn)品領(lǐng)域已應(yīng)用行業(yè)主要在鞋材，成衣，醫(yī)療用品，運(yùn)動(dòng)器材，充氣產(chǎn)品，水上游樂(lè)用品，服飾輔料，電子產(chǎn)品，印刷，商標(biāo)，箱包手袋，水袋，貼合，防水拉鏈，防水膠條等。

3.3 TPU薄膜的應(yīng)用市場(chǎng)分布

TPU因其優(yōu)越的性能和環(huán)保概念日益受到人們的歡迎。目前，但凡使用PVC的地方，TPU均能成為PVC之替代品，TPU所擁有的優(yōu)點(diǎn)是PVC望塵莫及的。TPU薄膜不僅可與各種布料貼合，還可以用真空成型和熱成型的方法來(lái)生產(chǎn)輪廓清晰、尺寸穩(wěn)定的產(chǎn)品，如罩子、袖子、吸音的配件等。

從地區(qū)看，TPU薄膜的生產(chǎn)廠家分布廣泛，其中華南和華北地區(qū)相對(duì)集中。華南地區(qū)2013年生產(chǎn)TPU薄膜近1萬(wàn)t，以生產(chǎn)用于鞋內(nèi)里材料的TPU薄膜居多，華北地區(qū)2013年TPU薄膜生產(chǎn)在9000t左右，以用于醫(yī)療用品和隔熱衣物為主。華東市場(chǎng)大約6000t左右，西南市場(chǎng)稍有微量。

Figure8： TPU薄膜應(yīng)用市場(chǎng)分布:

2013年,國(guó)內(nèi)用于鞋類(lèi)及服飾類(lèi)的面料及里料薄膜中的TPU用量在1.1萬(wàn)t左右，占到總量的一半以上。用于醫(yī)療用品薄膜中的TPU用量2100t，運(yùn)動(dòng)器材薄膜中的TPU用量3000t左右。工業(yè)用的膠帶、隔離材料等薄膜中的TPU用量1800t。其他方面薄膜中的TPU用量在2400t。根據(jù)每年15%的增長(zhǎng)量，預(yù)計(jì)2015年的TPU薄膜的用量在6萬(wàn)t左右。

隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，TPU應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛。其中增加速度比較快的領(lǐng)域是在鞋面里料、服飾方面如保暖內(nèi)衣，透明肩帶松緊帶以及醫(yī)療用品中冰袋、繃帶、血漿袋、保險(xiǎn)套、醫(yī)療用透氣膠帶等方面，預(yù)計(jì)未來(lái)5年內(nèi)的年增長(zhǎng)率將達(dá)到10%～15%左右。

TPU薄膜的檢測(cè)：目前來(lái)說(shuō)，國(guó)際上大量生產(chǎn)的TPU薄膜其厚度誤差仍然很大，這種情況下，如果想要贏得市場(chǎng)的更多份額，尖端的生產(chǎn)線并配以好的測(cè)量和控制技術(shù)是必須的。TPU薄膜的檢測(cè)有兩個(gè)目的，第一是檢測(cè)破洞和廢品；第二是通過(guò)檢測(cè)來(lái)控制TPU薄膜的厚度。薄膜的厚度分布情況用一厚度測(cè)量?jī)x圍繞著膜泡上下、左右移動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。還有一些傳感元件和電容傳感元件也正在進(jìn)入薄膜的測(cè)量市場(chǎng)。目前世界上TPU薄膜檢測(cè)的情況是，大部分生產(chǎn)廠家一卷 TPU薄膜上會(huì)出現(xiàn) 7～10個(gè)小破洞，只有極少數(shù)廠家可以做到一卷只有1～2個(gè)，有時(shí)甚至零個(gè)小破洞。博銳斯通過(guò)原材料的監(jiān)控，配方的優(yōu)化，生產(chǎn)工藝的控制，并安裝在線監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)于破洞的控制可達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，一卷膜只有1～2個(gè)破洞，甚至可以設(shè)置有破洞的時(shí)候自動(dòng)換卷達(dá)到一卷膜沒(méi)有破洞的水平。

由于TPU薄膜的原料比例、反應(yīng)溫度不好控制，所以造成很多顧客對(duì)于TPU薄膜產(chǎn)品誤差的不滿和抱怨?，F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)是：即使同一天，同一臺(tái)機(jī)器，生產(chǎn)出來(lái)的同一規(guī)格的產(chǎn)品有時(shí)也會(huì)有很大的差異。所以對(duì)于想做強(qiáng)、做大的TPU廠商來(lái)說(shuō)，要在生產(chǎn)技術(shù)和測(cè)量設(shè)備上加大投入。只有這樣才能造就質(zhì)量過(guò)關(guān)、顧客滿意的產(chǎn)品。但是先進(jìn)的TPU薄膜檢測(cè)設(shè)備往往是非常昂貴的，所以對(duì)于很多中小TPU薄膜生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)，控制薄膜的厚度和廢品率是個(gè)頭疼的問(wèn)題。對(duì)于客戶(hù)購(gòu)買(mǎi)TPU薄膜過(guò)程中的檢驗(yàn)，應(yīng)注意的問(wèn)題是觀測(cè)TPU薄膜的表面效果時(shí)不能剪一小塊去觀察，而應(yīng)用一大卷作為樣本，那樣才能觀察出一些細(xì)節(jié)性的效果和差異。為了保護(hù)TPU薄膜并讓它保持較好的光潔度，常常使用PE、PET或者離型紙作為保護(hù)膜。所以實(shí)際看到的TPU薄膜往往是兩層的，使用時(shí)把保護(hù)膜揭掉即可。

3.4 TPU薄膜的應(yīng)用現(xiàn)狀

由于TPU具有高強(qiáng)度、耐磨、彈性佳、耐候的特點(diǎn)，使得TPU薄膜廣泛用于汽車(chē)工業(yè)、鞋材、服裝貼合、成衣、化工、電子、醫(yī)療等領(lǐng)域。由于很多國(guó)家越來(lái)越重視環(huán)保，尤其自從歐盟禁止鞋材等材料使用PVC以來(lái)，人們?cè)噲D尋找其它合適的材料來(lái)替代。由于 TPU的環(huán)保無(wú)毒和易于回收及分解，TPU薄膜成了鞋材上 PVC材料的最好替代品，而且可以使用PVC的地方，就可以用TPU來(lái)代替。作為進(jìn)入歐美市場(chǎng)的通行證，SGS、AS、J IS、FDA等國(guó)際知名測(cè)試機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)報(bào)告也是十分重要的。博銳斯早就通過(guò)了這些認(rèn)證比如O eko-tex 100 1級(jí)，TS16949等，其薄膜品質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒、無(wú)污染、不含八大重金屬危害且可焚化、分解，這使得這個(gè)品牌在世界上得到廣泛認(rèn)可。TPU薄膜分為聚酯、聚醚兩大類(lèi)，其中聚酯類(lèi)產(chǎn)品具有較好的耐熱性以及耐化學(xué)藥品性，廣泛用在取代PVC制品的用途上。聚醚類(lèi)則具有較佳的耐低溫性、耐水解性以及防霉抗菌性，廣泛用在與水接觸的相關(guān)制品上。

TPU薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域大致有以下幾個(gè)方面：

(1)用于紡織品上的防水透濕TPU薄膜。高科技的親水基的引入使得TPU薄膜除了具有高防水性外更具有極佳的透濕性。這種材料上的突破再配合紡織的貼合加工技術(shù)，大大的提高了紡織品的附加值，具有代表性的就是博銳斯公司的Breathtex、DingZing公司的Dintex品牌和德國(guó)的Goretex品牌。作為新穎、實(shí)用的布料而倍受消費(fèi)者歡迎。

(2)用于防紫外線照射的不黃變系列脂肪族TPU薄膜。

(3)用于粘合作用的TPU熱熔膠薄膜。

(4)用于鞋材上的TPU薄膜。良好的可印刷性和易加工性使得 TPU成為球鞋、休閑鞋、涼鞋等專(zhuān)用的鞋材薄膜。比如國(guó)際知名運(yùn)動(dòng)鞋品牌如N ike、Reebok、Converse、Adidas等及國(guó)內(nèi)的知名品牌如安踏、李寧、特步、鴻星爾克等都是TPU薄膜的忠實(shí)使用者。另外，TPU薄膜也是一些立體商標(biāo)的最佳選擇

(5)吹氣制品上的TPU薄膜。由于合成TPU時(shí)原料的比例和反應(yīng)時(shí)的溫度不易控制，加上TPU本身的不穩(wěn)定導(dǎo)致其厚度不好控制，所以生產(chǎn)商通常不以薄膜的面積作為銷(xiāo)售的尺度。實(shí)際銷(xiāo)售中往往是以公斤作為銷(xiāo)售的尺度，只有這樣做才能真實(shí)反應(yīng)材料量的價(jià)值。而需要使用薄膜的企業(yè)往往只考慮用多長(zhǎng)、多寬的材料。所以，TPU薄膜的長(zhǎng)度(碼)及重量(公斤)經(jīng)常需要被轉(zhuǎn)換，它的價(jià)格隨著石油和其合成原料的增減而作相應(yīng)的變動(dòng)。

4.TPU發(fā)展前景

4.1 TPU在我國(guó)汽車(chē)工業(yè)上應(yīng)用

汽車(chē)工業(yè)是TPU未來(lái)重要發(fā)展領(lǐng)域。TPU可用于汽車(chē)車(chē)體中多種構(gòu)件。TPU薄膜可作為熱熔膠膜粘結(jié)頂棚，犀牛皮膜，汽車(chē)座椅、頭枕等，門(mén)飾板，防爆膜等。利用TPU的減震性、韌性、耐磨性可制成軸襯、軸瓦、軸套、減震器和減震墊等。利用TPU的彈性、彎曲性、耐疲勞、耐油脂可制成管類(lèi)和護(hù)套類(lèi)，如輸油管、電纜絕緣外套、傳動(dòng)皮帶和薄壁油箱。利用其密封功能，抗切割性可制成墊圈、墊板、墊片和安全玻璃。利用其尺寸穩(wěn)定、沖擊強(qiáng)度高和良好的涂層特性，可制成保險(xiǎn)杠、儀表板、門(mén)板和安全氣囊。

4.2 TPU在輕紡工業(yè)上應(yīng)用

TPU在輕紡工業(yè)上用途很廣，除用作鞋材、合成革和TPU薄膜復(fù)合面料外，TPU切片用于制造氨綸化纖是一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。氨綸（萊卡）是一種彈性纖維，和棉、毛、腈綸、滌綸等混紡成紗線，可制成緊身衣、運(yùn)動(dòng)衣、內(nèi)衣、毛衣、彈力褲料、襪類(lèi)等彈性衣料，是目前國(guó)內(nèi)外已流行的一種高檔化纖材料。國(guó)際上制造氨綸工藝主要兩種：干法和熔紡法，熔紡法比干法具有不含有毒溶劑，制造成本低等優(yōu)勢(shì)，是氨綸的未來(lái)發(fā)展方向。TPU切片是制造熔紡氨綸的基礎(chǔ)原料，目前國(guó)內(nèi) TPU切片基本上由德國(guó)BASF公司壟斷，價(jià)格昂貴。隨著我國(guó)TPU技術(shù)不斷發(fā)展和完善，TPU切片國(guó)產(chǎn)化必將得到實(shí)現(xiàn)。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，我國(guó)TPU切片市場(chǎng)需求將大大增加。據(jù)悉國(guó)內(nèi)正在掀起一股TPU切片和熔紡氨綸投資熱，由此將推動(dòng)我國(guó)紡織化纖工業(yè)的快速發(fā)展。

4.3 TPU在醫(yī)療器件行業(yè)上應(yīng)用

TPU材料與人體組織有良好的生物相容性和血液相容性。（優(yōu)良的抗凝血性能）以及TPU還具有以下特性和優(yōu)勢(shì)：（1）卓越的透明度（適于觀察）（2）絕佳的抗霉性、抗真菌性及抗藻性（3）低萃取性（優(yōu)于PVC）（4）無(wú)過(guò)敏反應(yīng)（5）可進(jìn)行射線、環(huán)氧乙烷及干熱消毒。因此TPU已作為一種優(yōu)良的醫(yī)用材料。按其用途可做成：人工心臟瓣、人工肺、人工皮膚、心臟起博器、氣管、插管、導(dǎo)液管、導(dǎo)尿管、介入導(dǎo)管、連通管、旋塞閥、抗穿刺薄膜、骨科矯形器、繃帶、腹帶等。TPU在醫(yī)療器件應(yīng)用上前景十分廣闊。

4.4 TPU在輪胎工業(yè)上應(yīng)用

傳統(tǒng)橡膠輪胎生產(chǎn)過(guò)程十分復(fù)雜，設(shè)備投資也大，生產(chǎn)過(guò)程又長(zhǎng)。近來(lái)美國(guó)一家公司生產(chǎn)TPU輪胎完全取消了傳統(tǒng)工藝，采用旋轉(zhuǎn)注塑工藝，聲稱(chēng)3分鐘就可以生產(chǎn)一個(gè)新輪胎。若建100萬(wàn)個(gè)/a輪胎生產(chǎn)線投資需500萬(wàn)美元，比傳統(tǒng)工藝投資節(jié)省，此種輪胎工藝生產(chǎn)效率大大提高，由此成本將會(huì)降低。此種工藝一旦技術(shù)成熟，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，將是輪胎工業(yè)上一場(chǎng)革命。TPU還可用于制造翻新輪胎。

4.5 TPU新材料與新技術(shù)

近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)TPU共混技術(shù)的研究十分活躍，即在TPU中摻雜與之相容的廉價(jià)塑料，從而達(dá)到降低成本，改善特殊要求性能目的。也可將TPU作為一種彈性體聚合物改良劑，從而獲得綜合性能優(yōu)良的共混物。

（1）TPU/PVC合金

TPU/PVC合金可明顯提高PVC伸長(zhǎng)率（可代替有毒性的DO P增塑劑）擴(kuò)大了PVC應(yīng)用領(lǐng)域。近來(lái)報(bào)導(dǎo)反應(yīng)性共混技術(shù)制備TPU/PVC合金。首先將PVC溶解在制備TPU的原料二元醇中，隨后加入異氰酸酯進(jìn)行原位聚合，形成TPU/PVC合金，性能優(yōu)于一般的TPU/PVC共混合金。

（2）TPU/PO M（聚甲醛）合金

TPU/PO M合金，可明顯改善PO M缺口沖擊強(qiáng)度，從而擴(kuò)大了PO M的應(yīng)用領(lǐng)域。

（3）TPU/PC（聚碳酸酯）合金

TPU/PC共混合金可改善 PC的韌性、應(yīng)力開(kāi)裂性、缺口敏感性、耐溶劑、耐化學(xué)品性；同時(shí)可降低PC的成型加工溫度。擴(kuò)大了PC的應(yīng)用領(lǐng)域。

（4）TPU/ABS合金

采用TPU/ABS合金可改善ABS的沖擊強(qiáng)度與耐磨性。美國(guó)DO W氐公司采用TPU/ABS合金用于汽車(chē)保險(xiǎn)杠和紡機(jī)配件。

（5）TPU/PBT合金

TPU/PBT合金可明顯改善PBT的拉伸屈服強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度。

（6）TPU/TPO合金

日本本田汽車(chē)公司已成功地開(kāi)發(fā)成TPU/TPO合金材料，從而改善了TPO的耐磨和抗撕裂性能，已成功地用于汽車(chē)底板。

（7）IPN-TPU新技術(shù)

在TPU加工成型過(guò)程中加入某種反應(yīng)性成分，在熱塑成型之后，通過(guò)后熟化產(chǎn)生局部交聯(lián)，形成TPU互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物（IPN-TPU）從而達(dá)到提高TPU某些特殊要求性能。

5 結(jié)論

全球正掀起一股TPU并購(gòu)熱和在中國(guó)大陸投資熱。目前國(guó)內(nèi)TPU已形成大陸產(chǎn)品、臺(tái)灣省產(chǎn)品、歐美產(chǎn)品三足鼎立的局面。

國(guó)內(nèi)TPU主要消費(fèi)領(lǐng)域：鞋材、管材、膠粘劑、薄膜、工業(yè)滾輪、熔紡氨綸、合成革和電纜等。

汽車(chē)工業(yè)、輕紡工業(yè)（熔紡氨綸、TPU密封復(fù)合材料等）、醫(yī)療行業(yè)、輪胎工業(yè)是TPU未來(lái)生果發(fā)展方向。

TPU與塑料、橡膠和其它彈性體構(gòu)成的合金，將是降低TPU成本、改善合金性能、擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域一條行之有效的技術(shù)途徑，值得加強(qiáng)開(kāi)發(fā)。

TPU合金原位聚合和互穿網(wǎng)絡(luò)（IPN-TPU）新技術(shù)對(duì)提高 TPU性能、擴(kuò)大用途具有較大實(shí)用價(jià)值。

Research and application of Thermoplastic polyurethane elastomer (TPU)

Yang Wenhui1,Qin Xin Lin2（1.Zhongshan vPro, plastic new material Co., Ltd., Zhongshan,Guangdong 528400,2.China；Dongxing Securities Co., Ltd., Beijing,100032,China）

Comparing with traditional plastics, rubber, or even metal, Polyurethane has good lowtemperature flexibility, high strength, oil acid resistance, chemical resistance, environmental protection, ease of processing, and many other advantage performance.Along with economic development and consumption upgrade, It will gradually replace traditional materials and the amount will be increasing year by year.In particular TPU membrane as a market segment of polyurethane products, it has been more and more widely used in applications such as automotive, clothing, shoes, outdoor sports, medical, electronic, bulletproof glass, petroleum transport, industry and so on.

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